[发明专利]消失模热砂余热回收与利用的工艺及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及消失模铸造技术领域，尤其涉及消失模热砂余热回收与利用的工艺及其设备。 

背景技术

在铸造行业中，消失模是新兴的、最先进的铸造工艺之一，消失模铸造过程通常是先将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型，刷涂耐火涂料并烘干后，将模型置于砂箱中，然后填入干砂振动造型，最后在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件，铸件从砂型中取出后，整个砂型消失又成为散落的砂子，这些砂子初始的温度非常高，通常有200-500℃，有些砂型产生的热砂的温度可以高达上千摄氏度，这些热砂只有冷却到50℃左右才可以重新使用，目前对热砂的冷却方式通常有三种：一是将热砂放在指定的场地自然晾晒，让热砂自然降温，这种方式降温很慢，因而在整个消失模工艺中需要大量的干砂周转，而且晾晒热砂也需要一定面积的场地，导致生产成本较高，而且很不方便；二是风冷，即将热砂放置在特定的设备上，向设备通风，将热砂的热量带走，这种方式降温速度也比较慢，而且会产生大量的粉尘污染空气，导致工作环境很恶劣；三是将热砂通过换热装置进行降温，目前的换热装置通常包括一个绕自身的轴心转动的滚筒，滚筒的轴心通常是水平或者接近水平方向，热砂由滚筒的一端进入，由另一端流出，滚筒的上方设有一根喷水管，喷水管向滚筒的外表面喷水，吸收滚筒的热量从而使滚筒内的热砂降温，而目前这种换热装置对热砂的冷却效率通常比较低，而且滚筒和热砂的重量比较重，因此驱动滚筒旋转需要很大的动力，导致使用时的能耗比较高，并且水洒在滚筒表面后一部分形成蒸汽，液态的水则洒在滚筒的周围，导致工作环境很差，这些对热砂的冷却方式使热砂包含的巨大热量完全浪费掉了，没有得到利用，在消失模铸造的生产过程中根据工艺流程的顺序通常设有以下几个工作车间：制造模型的制模车间、为模型涂上涂料的喷涂 室、将涂上涂料的模型烘干的烘干室，烘干室也通常根据工艺分为白模烘干室和黑模烘干室，白模烘干室通常需要25-50摄氏度的室温，黑模烘干室通常需要30-60摄氏度的室温，因此需要大量的热量来维持烘干室的室温，当处于冬天外界环境温度较低时，为了工人的工作舒适，其他的工作车间，如喷涂室，制模车间等都需要供暖，目前所用的方式是为烘干室等车间设置一套专门的供热装置，通常采用锅炉供热或者电热装置供热，在整个消失模生产工艺中，为烘干室等车间的供热需要的费用大约要占整个工艺成本的5%左右，而热砂所产生的热量完全可以供应消失模其他工艺过程需要的热量，现在却没有任何工艺和设备对热砂的热量进行收集利用。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种消失模热砂余热回收与利用的工艺，它可以将消失模产生的热砂的热量进行回收和利用，为消失模生产工艺中的其他环节提供热量，节约整个生产工艺的能源，从而降低生产成本。 

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种消失模热砂余热回收与利用的工艺，包括以下步骤： 

（1）初级热量回收，消失模铸造产生的热砂流经第一换热装置，与第一换热装置内的热工介质进行热交换，将热量传递给热工介质； 

（2）初级热量利用，将被热砂加热后的热工介质输送到相应的工作车间的散热装置内，用于提高工作车间的室温； 

（3）热工介质循环使用，将散热装置内经过散热后的热工介质重新输送到第一换热装置内循环使用。 

作为上述工艺的进一步改进，还包括下面的步骤： 

二级热量回收与利用，将从第一换热装置排出的热砂输送到第二换热装置，与第二换热装置内的热工介质进行二级热交换，将第二换热装置的热工介质输送到指定设备内。 

由于采用了上述工艺，通过热工介质在第一换热装置中进行热量回收，将热量传递给热工介质，将热工介质输送到相应的工作车间对工作车间供暖，从 而实现了对热工介质的回收与利用，使用本工艺具有如下几个好处：从对能量利用的角度来说，本工艺充分利用了热砂所包含的热量，不需要通过专门的供热设备对烘干室等工作车间供热，既节约了能源，极大地降低了生产成本，而且还减少了对环境的污染，有着很好的节能减排效果，具有极高的经济效益和环境效益；从对热砂冷却的角度来说，与传统的将热砂通过晾晒自然冷却相比，本工艺使热砂的降温速度加快，而且占用空间小；与风冷将热砂降温相比，本工艺基本不产生灰尘，使工作环境得到改善；与通过将水喷淋在滚筒上对滚筒内的热砂降温相比，本工艺的热工介质限制在第一换热装置内流动，保持工作环境的干燥。